密码复习——AES

2023-11-19

AES——分组加密

明文的固定长度128位,密钥长度可以是128、192、256位

按明文与密钥长度都是128位来解释AES的加密过程:

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在AES中,明文是以字节的形式排列,一个字节8bit位,排列如下:
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AES的整体加密流程:
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其中最后一轮第十轮是没有列混合的

初始变换

初始变换就是将明文的字节矩阵和子密钥矩阵进行异或:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gdQpEBvY-1684913979234)(C:\Users\32219\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230524151959959.pn
g)]

关于子密钥的产生,在下面有说明。

9轮循环

字节代换

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就是经过一个字节代换的表,进行代换,很好理解。
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行移位

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第一行不动,第二行左移动一个字节,第二行左移动2个字节,第二行左移动3个字节

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很easy。

列混合

将输入的4*4矩阵左乘一个给定的4 * 4矩阵。

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计算的方式并不是简单的矩阵相乘,是在GF(2^8)域上的乘法,可以参考另一篇文章,密码学数学基础或者ECC加密。

轮密钥加

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与子密钥进行一一异或,下面是关于密钥拓展。

密钥拓展

初始是128bit的密钥,转换成和明文一样的字节排列顺序:

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之后进行拓展,拓展的规律:

1、如果i不是4的倍数 W[i]=W[i-4]^W[i-1]
2、如果i是4的倍数 W[i]=W[i-4]^T(W[i-1])

函数T由三部分组成:字循环、字节代换、轮常量异或,轮常量异或的表如下

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字循环

将1个字中的4个字节循环左移1个字节。即将输⼊字[b0, b1, b2, b3]变换成 [b1,b2,b3,b0]。

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字节代换

对字循环的结果使⽤S盒进⾏字节代换。

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轮常量异或

将前两步的结果同轮常量Rcon[j]进⾏异或,其中j表示轮数。

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拓展的结果:

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最后梳理一下AES的整体的加密过程:

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